松辽盆地深层水平井钻井液技术研究

【前言】松辽盆地深层水平井钻井液技术研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。分子的热运动主要由温度影响，温度越高，分子的热运动越剧烈，所以在高温的环境下，由于水分子剧烈运动导致粘土粒子之间的排斥力减弱，从而出现聚结趋势，导致钻井液的黏度增加，呈现高温减稠特性。并且，随着粘土含量的增加，将会导致各分子之间相互聚结形成网架结构...

摘 要：本文通过对高温稳定剂的作用原理进行分析，首先选择出合适的高温稳定剂，接着对深层水平井钻井液的配方进行优选，从而确定钻井液的配方，并根据根据所指定的配方指定相应的施工现场要求，形成集施工、管理、技术于一体的综合性深层水平井水基钻井液技术。

关键词：水平井 流变性 抑制性 抗劣土侵

前言

松辽盆地为典型的复杂小块油田，多采用深井、超深井作业[1]，造成水基钻井液各成分长时间处于高温高压的工作条件下，易于与各种微粒子作用发生高温去水化作用、大分子处理剂高温氧化降解作用、有机处理剂高温交联作用等，致使钻井液的各项性能指标下降，进而使得钻井机械钻速慢、钻井周期长成本高，因此研究深层水平井钻井液在高温高压条件下的虑失性能、流变性能和钻井液的抗高温性能具有重要意义。

一、高温稳定剂选择

分子的热运动主要由温度影响，温度越高，分子的热运动越剧烈，所以在高温的环境下，由于水分子剧烈运动导致粘土粒子之间的排斥力减弱，从而出现聚结趋势，导致钻井液的黏度增加，呈现高温减稠特性。并且，随着粘土含量的增加，将会导致各分子之间相互聚结形成网架结构，从而使得黏切大幅度提高，严重时可能发生胶凝、固化等现象。为了防止上述问题的发生，通过对钻井液体系的水基进行研究，对比不同种类的高温稳定剂，选择出了STBHU高温稳定剂，其作用机理为：1）在球状分子之间形成柔性连接，提高其搬运能力；2）半刚性微粒粘度特性。通过这两个特性的综合控制，实现钻井液在高温条件下的粘度、滤失、等性能的综合控制。

二、深层水平井钻井液配方的优选

1.钻井液配方选择

针对松辽盆地地层结构特点和构造井深，在充分考虑钻井液抗高温稳定性、抗盐抗钙污染能力、抑制性能、抗岩屑污染能力等性能要求，优选出了松辽盆地井水平井水基钻井液配方：海水+9～10%膨润土+0.6-0.9%纯碱+0.3-0.6%天然高分子包被剂IND-30+0.2-0.3%流型调节剂HF-1+0.3%NaOH+0.01%-0.02%聚丙烯酰胺钾盐KPAM+4%-6%高温抗盐降虑失剂+4%-5%防卡降滤失剂+0.5%-1%降粘剂+8%-10%的仿油基材料+2%-4%抑制剂+重晶石+4%-4.5%膨胀土，通过对钻井液配方的优选，确保其在高温工作条件下的稳定性、抑制性能、抗盐、抗钙污染能力。

2.钻井液体系性能及其评价

钻井液性能包括抗温性能、抑制性能、抗污染性能及对气层储层保护性能[2]，选定钻井液后，需要对其进行性能校核，确定其是否符合性能要求，对于其抗高温稳定性，可以通过比较不同密度的深层水平井钻井液，用高速搅拌制造高温环境，经过16个小时的搅拌老化，对比其滤失性能和流变性能，结果见表1。

根据表1可知，对于不同密度的钻井液经过高温搅拌后滚动16h，对比热滚前后数据，发现其均有良好的率变性能，能够满足松辽盆地地区深井段安全快速的钻井要求。

选取经过烘干的松辽盆地地区的泥岩岩屑50g（1.651--3.347mm），分别加入500ml深层水平井钻井液和500ml清水之中，在80摄氏度条件下滚动16小时后，将所得的残渣倒入0.3mmk振动筛中，并用水冲洗1min，然后对其进行烘干称重，并进行岩屑回收率的标定。标定结果如表2所示。

由表2可知，该井选用的深层水平井钻井液的岩屑回收率效果较好，倒到97.53%，这充分表明了该深层水平井钻井液的抑制性能很好，进而表明所选取的钻井液合理有效。

选取0.36mm-0.844mm的松辽盆地地区泥岩岩屑加入深层水平井钻井液中，经170摄氏度滚动16小时后，以用来评价器抗岩屑污染能力，所得结果如表3所示。

经过对比可知，当岩屑加量小于或者等于4%时，松辽盆地井所选用的深层水平井钻井液中的固相容量为4%。

3.深层水平井钻井液技术要求

深层水平井钻井液技术对于施工过程至关重要，因此，必须规范其施工过程，从而实现钻井液施工过程中的防卡、防喷、防漏、防塌等危险现象。其施工过程必须对钻井液按以下方法进行维护：1）对处理剂进行适时监控，维持期正常消耗；2）钻进过程中，使用好固控设备，清除劣质土相，降低含砂量；3）起钻前必须充分循环钻井液，一般不少于两周，保证井眼清洁，循环期间可适当提高泵的排量；4）钻进期间必须保持钻井液性能稳定，不断添加抗高温降失水剂以便于提高钻井液的热稳定性；5）及时改善滤饼质量从而降低高温高压滤失量，以便于减少滤液对地层的侵入量；6）通过多级防塌机理协同作用对地层孔隙及微裂缝进行封堵，以便于抑制粘土水化作用，达到提高井壁的稳定性的目的。

三、总结

松辽盆地井及的顺利完井，充分证明了该井所选用的深层水平井钻井液技术适合松辽盆地地区井段的钻井工作，并且在现场施工过程，施工人员根据现场情况进行及时调整，形成了集技术、管理、施工于一体的综合性深层水平井钻井液技术，并且经实践检验后该井所采用的深层水平井钻井液体系具有良好的高温高压流变性能、抗劣土侵和抗盐性能。